KR100563234B1 - Segment Cam Rings for Self-Aligning Clutch - Google Patents
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Abstract
자동 조정 메커니즘을 갖는 클러치 조립체는 클러치 커버(clutch cover), 압력판, 작동 레버(lever), 회전형 캠 링(cam ring), 정지형 캠 링 및, 회전형 캠 링과 클러치 커버 사이에 배치된 조정 스프링을 포함한다. 클러치 커버는 회전축을 갖는다. 압력판은 회전축과 동심이며, 클러치 커버와 대향하여 배치된 맞물림면(engagement surface)을 갖는다. 작동 레버는 클러치 커버와 압력판 사이에 배치된다. 회전형 캠 링 조립체는 또한 회전축과 동심이며, 적어도 하나의 아치형 경사 세그먼트(segment)에 대하여 고정된 스프링 맞물림부 뿐만 아니라, 복수의 분리된 아치형 경사 세그먼트를 포함한다. 또한, 정지형 캠 링은 회전축과 동심이며, 클러치 커버에 대해 회전 가능하게 고정된다. 정지형 캠 링은 압력판 및 작동 레버 중 하나와 맞물린 후부(backside)를 갖는다. 정지형 캠 링은, 회전형 캠 링의 분리된 경사 세그먼트와 축방향으로 맞물려 있는 복수의 아치형 경사 세그먼트를 갖는다. 회전형 캠 링과 정지형 캠 링 간의 상대적 회전에 의해, 클러치 커버 및 압력판의 유효 두께가 증대된다. 비틀림 바이어스(torsional bias) 스프링은, 회전형 캠 링과 클러치 커버 사이에 배치되어, 압력판의 유효 두께를 증대시키는 방향으로 정지 형 캠 링에 대해 회전형 캠 링을 바이어스시킨다.The clutch assembly with the automatic adjustment mechanism includes a clutch cover, a pressure plate, an actuating lever, a rotary cam ring, a stationary cam ring, and an adjustment spring disposed between the rotary cam ring and the clutch cover. It includes. The clutch cover has a rotating shaft. The pressure plate is concentric with the axis of rotation and has an engagement surface disposed opposite the clutch cover. The actuation lever is disposed between the clutch cover and the pressure plate. The rotatable cam ring assembly is also concentric with the axis of rotation and includes a plurality of separate arcuate inclined segments as well as a fixed spring engagement with respect to at least one arcuate inclined segment. In addition, the stationary cam ring is concentric with the rotating shaft and is rotatably fixed to the clutch cover. The stationary cam ring has a backside that engages one of the pressure plate and the actuating lever. The stationary cam ring has a plurality of arcuate inclined segments that are axially engaged with the separate inclined segments of the rotatable cam ring. By the relative rotation between the rotary cam ring and the stationary cam ring, the effective thickness of the clutch cover and the pressure plate is increased. Torsional bias springs are disposed between the rotary cam ring and the clutch cover to bias the rotary cam ring against the stationary cam ring in the direction of increasing the effective thickness of the pressure plate.
Description
본 발명은 자동차의 엔진과 변속기 사이에서 사용되는 클러치에 관한 것으로서, 특히, 캠 링을 이용하는 자동 조정 클러치(automatic self adjusting clutches)에 관한 것이다.The present invention relates to a clutch used between an engine and a transmission of an automobile, and more particularly, to automatic self adjusting clutches using a cam ring.
원주 방향으로 연속적인 한 쌍의 대향하는 캠 링을 이용하는 자동 조정 클러치는 공지되어 있다. 이러한 캠 링은 통상적으로 하나의 부재이며, 일체로 성형된다. 일체형 캠 링의 단점은, 이들 캠 링이 클러치와 조정 메카니즘을 설계할 시에 패키징(packaging)에 제한을 가한다는 것이다.Self-adjusting clutches are known which use a pair of opposing cam rings continuous in the circumferential direction. Such cam rings are typically one member and molded integrally. A disadvantage of the integral cam rings is that these cam rings place limits on packaging when designing the clutch and the adjustment mechanism.
복수의 분리 또는 개별적인 세그먼트형 캠 요소(element)를 이용하여 캠 링을 형성하여, 결과적으로 패키징 융통성(flexibility)을 제공하는 것이 바람직하다. 그 후, 이 패키징 융통성에 의해, 클러치 조립체의 설계 및 제조의 최적화를 가능하게 된다. It is desirable to form a cam ring using a plurality of separate or individual segmented cam elements, resulting in packaging flexibility. This packaging flexibility then enables optimization of the design and manufacture of the clutch assembly.
캠을 형성하기 위하여 복수의 분리된 캠 요소를 이용하는 기본적 개념은 공지되어 있지만, 종래 기술은, 자동 조정 클러치 조립체의 설계 및 제조의 최적화를 가능하게 하는 클러치의 설계에서 바람직한 수준의 융통성을 제공하는 캠 요소를 위한 구성을 제시하고 있지 않다.While the basic concept of using a plurality of separate cam elements to form a cam is known, the prior art provides a cam that provides the desired level of flexibility in the design of the clutch that enables optimization of the design and manufacture of the self-adjusting clutch assembly. It does not present a configuration for the element.
자동 조정 메커니즘을 갖는 클러치 조립체는, 클러치 커버, 압력판, 작동 레버, 회전형 캠 링, 정지형 캠 링 및, 회전형 캠 링과 클러치 커버 사이에 배치된 조정 스프링을 포함한다. 클러치 커버는 회전축을 갖는다. 압력판은, 회전축과 동심이며, 클러치 커버와 대향하여 배치되는 맞물림면을 갖는다. 작동 레버는 클러치 커버와 압력판 사이에 배치된다. 회전형 캠 링은 회전축과 동심이며, 적어도 하나의 아치형 경사 세그먼트에 대하여 고정된 스프링 맞물림부 뿐만 아니라, 복수의 분기된 아치형 경사 세그먼트를 포함한다. 정지형 캠 링은 회전축과 동심이며, 클러치 커버에 대해 회전 가능하게 고정된다. 정지형 캠 링은 압력판 및 작동 레버 중 하나와 맞물린 후부를 갖는다. 정지형 캠 링은, 회전형 캠 링의 분기된 경사 세그먼트와 축 방향으로 맞물려 있는 복수의 아치형 경사 세그먼트를 갖는다. 회전형 캠 링과 정지형 캠 링 간의 상대적 회전에 의해, 클러치 커버 및 압력판의 유효 두께가 증대된다. 비틀림 바이어스 스프링은, 회전형 캠 링과 클러치 커버 사이에 배치되어, 압력판의 유효 두께를 증대시키는 방향으로 정지형 캠 링에 대해 회전형 캠 링을 바이어스시킨다.The clutch assembly with the automatic adjustment mechanism includes a clutch cover, a pressure plate, an actuating lever, a rotary cam ring, a stationary cam ring, and an adjustment spring disposed between the rotary cam ring and the clutch cover. The clutch cover has a rotating shaft. The pressure plate is concentric with the rotating shaft and has an engagement surface disposed to face the clutch cover. The actuation lever is disposed between the clutch cover and the pressure plate. The rotatable cam ring is concentric with the axis of rotation and includes a plurality of branched arcuate inclined segments as well as a spring engagement fixed to at least one arcuate inclined segment. The stationary cam ring is concentric with the axis of rotation and is rotatably fixed relative to the clutch cover. The stationary cam ring has a rear portion engaged with one of the pressure plate and the actuating lever. The stationary cam ring has a plurality of arcuate inclined segments that are axially engaged with the branched inclined segments of the rotatable cam ring. By the relative rotation between the rotary cam ring and the stationary cam ring, the effective thickness of the clutch cover and the pressure plate is increased. The torsion bias spring is disposed between the rotary cam ring and the clutch cover to bias the rotary cam ring against the stationary cam ring in the direction of increasing the effective thickness of the pressure plate.
정지형 캠 링 및 회전형 캠 링은, 다양한 설계 구조를 가져, 캠 링 제조의 융통성을 증대시킬 수 있다.The stationary cam ring and the rotary cam ring have various design structures and can increase the flexibility of cam ring manufacture.
본 발명은 간략한 설명인 다음의 명세서 및 도면으로부터 잘 이해될 수 있을 것이다.The invention will be better understood from the following specification and drawings, which are brief descriptions.
도 1에 도시된 클러치 조립체(10)는, 회전축(14)을 갖는 클러치 커버(12) 및, 회전축(14)과 동심인 압력판(16)을 포함한다. 압력판(16)은 클러치 커버(12)에 대향하여 배치된 맞물림면(17)을 갖는다. 다이아프램 스프링(18)은 클러치 커버(12)와 압력판(16) 사이에 배치된다. 다이아프램 스프링(18)의 하부 또는 레버부(19)는 클러치 해제 베어링(도시하지 않음)에 의해 작동된다. 이 레버부는, 다이아 프램 스프링 대신에 코일 스프링을 갖는 레버형 클러치의 레버와 유사하게 될 수 있다.The
조정 메커니즘(20)은 다이아프램 스프링(18)과 압력판(16) 사이에 배치된다.The
클러치 커버 스페이서(22)는, 플라이휠(도시하지 않음)과 맞물리기 위해 압력판(16)의 맞물림면(17)의 건너편의 클러치 커버(12)로부터 축방향으로 연장한다. 클러치 커버 스페이서(22)는 클러치 커버(12)를 플라이휠로부터 소정의 거리에 유지한다.The
지점(fulcrum) 링(24)은, 다이아프램 스프링(18)의 외경(外徑)에서 다이아프램 스프링(18)과 클러치 커버(12) 사이에 배치된다. 지점 링(24)은 와이어(wire)로 형성되며, 클러치 커버(12)에 대해 다이아프램 스프링(18)의 일관된 반작용점을 제공한다. 작동부를 형성하는 로딩 링(loading ring)(26)은 다이아프램 스프링(18)과 조정 메커니즘(20) 사이에 배치된다.A
조정 메커니즘(20)은, 압력판(16)에 대해 배치된 회전형 캠 링(28), 클러치 커버(12)에 대해 배치된 정지형 캠 링(29) 및, 회전형 캠 링(28)과 압력판(16) 사이에 배치되어, 비틀림 바이어스 스프링의 역할을 하는 조정 메커니즘 인장 스프링(30)을 포함한다. 여기에서 인장 스프링을 도시하였지만, 압축 스프링을 포함하는 바람직한 비틀림 바이어스를 유도하는 다른 형태의 스프링을 이용하는 시스템이 구성될 수 있다.The
회전형 캠 링(28)은 그의 주 구성 요소로서, 캠 구동판(31)을 갖는다. 제각기, 아치형 램프(ramp) 또는 경사로 되고, 서로 분리되는 6개의 회전형 캠 세그먼트(32)는 캠 구동판(31) 내의 세그먼트 개구(34)에 위치된다. 세그먼트 및 세그먼트 개구의 개수는 6개에 한정되지 않고 변경될 수 있음을 인식해야 한다. 대안적인 실시예에서, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 4개의 세그먼트가 사용된다. 세그먼트(32)는, 2개의 부품 간의 밀착 결합에 의해 세그먼트 개구(34) 내에 정확히 배치되며, 압입 끼워 맞춤, 용접 또는 기타 적절한 수단에 의해 거기에 유지된다.회전형 캠 세그먼트(32)의 하부 측은, 맞물림면(17)에 대향하는 압력판(16)의 측면상에서 압력판 캠 채널(cam channel)(35)에 슬라이드(slide) 가능하게 배치된다. 스프링 시트 탭(seat tab)(36)은, 캠 구동판(31)으로부터 연장되어, 인장 스프링(30)의 단부 또는 제 1 캐치 판(catch plate)을 수용하도록 구성된다. 위치 조정 탭(38)은 캠 구동판(31)의 내경으로부터 반경 방향으로 내부로 연장된다. 위치 조정 탭(38)은, 클러치 조립체의 보수의 필요에 따라, 정지형 캠 링(29)에 대해 회전형 캠 링(28)을 재위치 조정하는데 사용된다. 또한, 지시기 탭(도시하지 않음)은, 클러치 마모의 지시기로서 사용되도록 캠 구동판(31) 상에 제공될 수 있다.The
정지형 캠 링(29)은, 도 l에 도시된 바와 같이, 클러치 커버(12)에 용접되는 정지형 캠 지지판(42)을 포함한다. 정지형 캠 링(29)은, 회전형 캠 링(28)의 세그먼트 개구(34)와 유사한 6개의 개구(44)를 갖는다. 상기 개구(44)는 축 방향으로 슬라이드할 수 있는 정지형 캠 세그먼트(46)를 수용하여 정확히 위치시키도록 크기가 정해진다. 정지형 캠 세그먼트(46)는, 회전형 캠 세그먼트(32)에 축 방향으로 맞물려, 압력판(16)과 클러치 커버(12)와 다이아프램 스프링(18) 사이의 간격을 제어하는 아치형의 경사 세그먼트이다. 물론, 6개의 회전형 캠 세그먼트(32)를 갖는 것이 아닌 실시예에서, 정지형 캠 세그먼트(46) 및 관련된 개구(44)의 수는 그에 대응하여 변하게 된다. 또한, 정지형 캠 세그먼트(46)는 정지형 캠 링과 일체로 형성될 수도 있다.The
압력판(16)은 그의 외부 주변의 아치형 부분 내의 스프링 홈(50)을 가지며,이 스프링 홈(50)은 스프링 시트 탭(36) 및 인장 스프링(30)의 양방을 수용한다.제 2 캐치 판(52)은 압력판(16) 내의 시트 노치(54)에 의해 수용된다.The
조정 메커니즘(20)은 하기의 방식으로 동작한다. 맞물린 위치에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 다이아프램 스프링(18)은, 정지형 캠 세그먼트(46) 및, 이를 통해 회전형 캠 세그먼트(32)에 대해 작동한다. 그 후, 회전형 캠 세그먼트(32)는 피동 디스크를 플라이휠에 대해 힘을 가하는 압력판(16)에 대해 반작용한다. 회전형캠 세그먼트(32) 및 정지형 캠 세그먼트(46)를 서로에 대해 가압하는 다이아프램 스프링(18)의 힘에 의해, 그들 사이의 마찰력이 캠 구동판(31) 및 수반하는 회전형 캠 세그먼트(32)의 상대 회전을 방지한다. 차량 운전자가 클러치 페달을 내리 눌러서 클러치가 해제되면, 축(14)에 인접한 다이아프램 스프링(18)의 내경은, 도 1에 도시된 바와 같이, 후방이나 우측으로 변위된다. 결과적으로, 회전형 및 정지형 캠 세그먼트(32 및 46)에 부하가 걸리지 않으면, 인장 스프링(30)이 회전형 캠 링(28)을 작동시켜, 발생할 수 있었던 구동 디스크의 어떤 마모를 보상한다. 결과로서, 다이아프램 스프링(18)과 로딩 링(26) 간의 접점에 의해 확립되는 압력판(16)의 대 향측 상의 작동부와 압력판의 맞물림면(17) 간의 치수 T가 증대된다. 정지형 캠 세그먼트(46)는, 캠 개구(44) 내에서 정지형 캠 지지판(42)에 대해 축 방향으로 병진(translate)시켜, 치수 T의 변동을 수용한다. 회전형 캠 세그먼트(32)는 캠 구동판(31)의 스프링 시트 탭(32) 상에 작용하는 인장 스프링(30)의 힘에 의해 회전 가능하게 변위된다.The
조정 메커니즘(20)의 제 2 실시예는 도 3에 도시되어 있다. 압력판(16) 및 인장 스프링(30)은 변동되지 않았지만, 변형된 회전형 캠 링(60)이 사용된다. 이 회전형 캠 링(60)은, 6개의 직접 연결형 캡 세그먼트(62)로 이루어져 있고, 이들은, 구동판을 필요로 하지 않고 서로 맞물려 있다 각 캠 세그먼트(62)의 제 1 단 부 상의 연결 탭(64)은 인접한 캠 세그먼트(62)의 연결 노치(66) 내에 배치된다. 하나의 캠 세그먼트(62)는, 회전형 캠 링(28)의 대응하는 부분과 동일한 기능을 갖는 위치 조정용 탭(70) 및 스프링 시트 탭(68)을 포함한다. 회전형 캠 링(28)과 마찬가지로, 회전형 캠 링(60)은 압력판 캠 채널(35) 내에 슬라이드 가능하게 배치되는 하부를 갖는다.A second embodiment of the
정지형 캠 링(72)의 제 2 실시예는, 정지형 캠 세그먼트(46) 대신에 직접 연결 정지형 캠 세그먼트(74)로 대체한다는 점을 제외하고는, 정지형 캠 세그먼트(29)와 실질적으로 유사하다. 직접 연결 정지형 캠 세그먼트(74)는, 지지판(76)에대해 축방향으로 하나의 유닛(unit)으로서 부유(float)될 수 있다. 직접 연결형 캠 세그먼트(62)와 유사하게, 직접 연결 정지형 캠 세그먼트(74)는, 인접한 정지형 캠 세그먼트(74)와 맞물리기 위해, 대향 단부에 연결 노치(80) 및 연결 탭(78)을 갖는다.The second embodiment of the
본 발명의 제 3 실시예는 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다. 클러치 조립체(82)는, 회전축(85)을 갖는 클러치 커버(84) 및, 회전축(85)과 동심인 압력판(86)을 포함한다. 다이아프램 스프링(18)은 클러치 커버(84)와 압력판(86) 사이에 배치된다. 조정 메커니즘(90)의 제 3 실시예는 정지형 캠 링(92) 및 회전형 캠 링(94)을 포함한다. 정지형 캠 링(92)은, 압력판(86)과 일체로 형성되며, 4개의 아치형 경사 세그먼트(93)를 포함한다. 회전형 캠 링(94)은 스탬프된(stamped) 강철 링(96)을 포함하며, 이 스탬프된 강철 링(96)에, 그를 관통하는 리벳(100)에 의해 4개의 상호 연결 캠 세그먼트(98)가 고정된다. 캠 세그먼트(98)는 더브테일(dovetail) 형상을 갖는 일체형 로킹(locking)부(99)에 의해 원주 방향으로 연결된다. 각각의 캠 세그먼트(98)는, 압력판(86)의 아치형 경사 세그먼트(93)와 맞물린 아치형 경사 세그먼트(101)를 포함한다.A third embodiment of the invention is shown in Figures 4-6. The
스탬프된 강철 링(96)은, 회전축(85) 주위에서 균일하게 이격되고 원주 방향으로 연장되는 4개의 아치형 유지 핑거(retention finger)(102)를 갖는다. 압축 스프링(104)은 각각의 아치형 유지 핑거(102) 위에 배치된다. 조정 핀(106)은 아치형 유지 핑거(102) 위에 슬라이드 가능하게 배치되어, 도 5에 도시된 바와 같이, 아치형 유지 핑거(102) 상에 압축 스프링(104)을 트랩(trap)한다.The stamped
조정 핀(106)은 또한 압력판(86)의 개구에 압입 끼워 맞물린다. 조정 핀(106)은 회전을 방지하기 위해 실질적으로 4각형의 단면을 갖는다. 조정 메커니즘(90)의 지점부 또는 작동부(108)는 다이아프램 스프링(18)과 맞물린다. 조정 메커니즘(90)은, 본질적으로, 조정 메커니즘(20)과 동일하게 동작한다. 그러나, 조정 메커니즘(90)에서, 정지형 램 링이 아닌 회전형 행 링이 작동부(108)를 포함한다 또한, 회전형 캠 링(94)은 압력판(86)에 대해서가 아니라 다이아프램 스프링(18)에대해 배치된다. 또한, 조정 핀(106)과 압력판(86) 사이의 압입 끼워 맞춤 관계에 의해, 조정 핀(106)의 상부가 조정 메커니즘(90)의 조정을 제한하게 된다. 피동 디스크(110)가 상당히 마모된 후에만 조정이 이루어짐으로써, 클러치가 맞물릴 시에, 다이아프램 스프링의 힘에 의해 조정 핀(106)이 압력판(86) 내로 이동하게 된다.The adjusting
본 발명의 바람직한 실시예가 개시되었다. 그러나, 본 기술 분야의 당업자라면, 본 발명의 범위 내에서 어떤 수정이 가능함을 인식할 것이다. 예를 들면, 제 2 실시예의 캠 세그먼트를 연결하기 위한 다른 수단을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 일부의 응용이 위치 조정 탭을 제공하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 하기의 청구범위는 본 발명의 진정한 범주 및 내용을 결정하기 위해 연구되어야 한다.Preferred embodiments of the invention have been disclosed. However, one of ordinary skill in the art will recognize that any modification is possible within the scope of the present invention. For example, it may be desirable to have other means for connecting the cam segments of the second embodiment. It may also be desirable for some applications not to provide a position adjustment tab. The following claims should be studied to determine the true scope and content of this invention.
도 1은 본 발명에 따른 클러치의 일부를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a part of a clutch according to the present invention.
도 2는 본 발명의 제1실시예의 압력판과 캠 링을 도시한 확대 사시도.Figure 2 is an enlarged perspective view showing the pressure plate and the cam ring of the first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2실시예의 압력판과 캠 링을 도시한 확대 사시도.Figure 3 is an enlarged perspective view showing the pressure plate and the cam ring of the second embodiment of the present invention.
도 4는 회전형 캠 링의 제3실시예의 단면도.4 is a sectional view of a third embodiment of a rotatable cam ring.
도 5는 도 4의 회전형 캠 링과, 화살표(5)의 방향을 따른 클러치 조립체의 다른 부분의 단면도.5 is a cross-sectional view of the rotatable cam ring of FIG. 4 and another portion of the clutch assembly along the direction of
도 6은 화살표(6)의 방향을 따른 도 4의 금속 링의 확대 사시도.6 is an enlarged perspective view of the metal ring of FIG. 4 along the direction of arrow 6;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10, 82 : 클러치 조립체 12, 84 : 클러치 커버10, 82:
14 : 축 16, 86 : 압력판14
18 : 다이아프램 스프링 20, 90 : 조정 메커니즘18:
22 : 클러치 커버 스페이서 28, 94 : 회전형 캠 링22:
30 : 조정 메커니즘 인장 스프링 31 : 캠 구동판 30: adjustment mechanism tension spring 31: cam drive plate
32 : 회전형 캠 세그먼트 35 : 압력판 캠 채널32: rotatable cam segment 35: pressure plate cam channel
42 : 정지형 캠 지지판 46 : 정지형 캠 세그먼트42: stationary cam support plate 46: stationary cam segment
50 : 스프링 홈 52 : 제2 캐치 판(catch plate) 50: spring groove 52: second catch plate (catch plate)
54 : 시트 노치(seat notch) 60: 변형 회전형 캠 링54 seat notch 60: deformable rotary cam ring
62 : 직접 연결 캠 세그먼트 64, 78 : 연결 탭(linking tab)62: direct
68, 80 : 연결 노치(linking notch)68, 80 linking notch
74 : 직접 연결 정지형 캠 세그먼트74: direct connection stationary cam segment
76 : 지지판 100 : 리벳76: support plate 100: rivet
102 : 핑거(finger) 104 : 압축 스프링102: finger 104: compression spring
106 : 조정 핀(pin)106: adjustment pin
Claims (19)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US8/725783 | 1996-10-04 | ||
US08/725783 | 1996-10-04 | ||
US08/725,783 US5791448A (en) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | Segmented cam rings for automatic self adjusting clutch |
Publications (2)
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